工业如何制硫酸
一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备 1．三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。 2．三步骤、三反应：（1） 4FeS2 +11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高温）（2）2 SO2+ O2 ≈ 2 SO3 （催化剂，加热），（3） SO3 + H2O === H2SO4 3．三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔 4．三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。（1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率。（2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。（3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。接触法制硫酸的原理、过程及典型设备三原料 三阶段 三反应（均放热） 三设备 三净化黄铁矿或S 造气 4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高温）或S+O2=SO2 沸腾炉 除尘空气 接触氧化 2 SO2 + O2 ≈ 2 SO3 （催化剂） 接触室（含热交换器） 洗涤 98.3%浓硫酸 三氧化硫吸收 SO3+ H2O === H2SO4 吸收塔 干燥接触法制硫酸示意图：
第一步：矿石氧化反应场所：沸腾炉反应方程式：4FeS2+11O2=高温=2FeO3+8SO2 第二步：气体氧化反应场所：接触室反应方程式：2SO2+O2=催化剂加热=2SO3 第三步：吸收液体反应场所：吸收塔放映方程式：H2O+SO3==H2SO4【实际用98%的浓硫酸吸收】
主要方程式:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
硫酸（化学式：H 2SO 4）， 硫的最重要的 含氧酸。无水硫酸为无色油状液体，10.36℃时 结晶，通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液，用 塔式法和 接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸，质量分数一般在75%左右；后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸，沸点338℃，相对密度1.84。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作 脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的 腐蚀性和 氧化性，故需谨慎使用。是一种重要的工业 原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、 洗涤剂、 蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作 化学试剂，在有机合成中可用作 脱水剂和 磺化剂。
2、制备流程：
（1）制取二氧化硫（沸腾炉）：燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫。
S+O2═点燃═SO2；
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3；
（2）接触氧化为三氧化硫（接触室）：2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）；
（3）用98.3%硫酸吸收：SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）；
（4）加水（吸收萃取）：H2S2O7+H2O═2H2SO4
（5）提纯工艺：可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%-98%的商品硫酸。
方法一：
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
1、制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O₂=点燃=SO₂
4FeS₂+11O₂=高温=8SO₂+2Fe₂O₃
2、接触氧化为三氧化硫（接触室）
2SO₂+O₂=五氧化二钒催化并加热=2SO₃（可逆反应）
3、用98.3%硫酸吸收
SO₃+H₂SO₄=H₂S₂O₇（焦硫酸）
4、加水
H₂S₂O₇+H₂O=2H₂SO₄
5、提纯
可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95%－98%的商品硫酸。
二水法磷酸反应后，利用磷石膏，工业循环利用，使用二水法制硫酸。
方法二：
1、制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫S+O₂=点燃=SO₂
4FeS₂+11O₂=高温=8SO₂+2Fe₂O₃
2、将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。
3、亚硫酸氧化得硫酸。
扩展资料：
硫酸的用途
一般化工用途
硫酸最广泛的用途是制造磷酸，而磷酸则用于制造含磷肥料。93%硫酸被用于制造硫酸钙，氟化氢以及磷酸。氟化氢最终会以氢氟酸的形态隔走。
Ca₅F(PO₄)₃ + 5 H₂SO₄ + 10 H₂O → 5 CaSO₄·2 H₂O + HF + 3 H₃PO₄
硫酸另一个用途用于造纸。硫酸会用于产生硫酸铝，硫酸铝在木浆纤维上与少量肥皂物发生反应，形成含铝羧酸盐用以使纤维物凝固，形成较坚硬的表面。
硫酸铝的产生：
Al₂O₃+ 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂O
硫酸亦可制造用于隔走废水中的有害物质的氢氧化铝。氢氧化铝在污水处理厂里是一个非常重要的化学物质。还有，硫酸也是很多染料制造中必要的化学物。
工业清洁品
硫酸也是很多用以清洁氧化物、锈迹等的清洁品中的成分。已用的硫酸会被回收再用，方法是将酸与多种有机物燃烧，释出二氧化硫及三氧化硫，这些原材料可以用来生产新的硫酸。
催化剂
硫酸是多种化学反应的催化剂。例如，它催化尼龙的制造过程；另外，多个汽油提炼过程也需要硫酸的催化进行。
电解质
酸性通渠水含有高浓度的硫酸。图中显示数滴酸性通渠水使pH试纸迅速变红并将其蚀穿，显示了其强酸性及脱水性。
硫酸是汽车铅酸蓄电池中的电解质。有关的化学方程式为：
阳极：
Pb + SO₄2- ⇌ PbSO₄ + 2 e-
阴极：
PbO₂ + 4 H+ + SO₄2- + ₂ e- ⇌ PbSO₄ + 2 H₂O
总方程：
Pb + PbO₂ + 4 H+ + 2 SO₄2- ⇌ ₂ PbSO₄ + 2 H₂O
一般家居用途
世界大多酸性水道疏通用品均含有硫酸，可以除去头发、油污等淤塞物。基于安全理由，在使用时宜小心并带上手套。另外，由于硫酸会与水发生高放热反应，在使用前宜尽量保持渠道干爽，并慢慢倒入有关疏通剂。
参考资料来源：百度百科——硫酸工业
接触法主要的原料为燃硫或硫化铁尔来的二氧化硫，及空气中的氧，使二氧化硫氧化而为三氧化硫，吸收于水中，即可得任何浓度的硫酸。惟此氧化，须有某种接触剂存在时始有作用；最常用者为铂及钒之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化，若自燃硫化铁的燃烧，而得者须先降冷，洗之以酸或由滤过法或由沉淀法使之清洁；灰尘，硫蒸汽，砷，磷及其它物质存于气流中者，必须除去免其害及接触剂，为不纯物质对于氧化矾危害较铂轻。
（4）接触法制硫酸的反应原理：燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度后催化剂的作用下氧化成三氧化硫，在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程：以硫铁矿为原料时步骤如下
（a）二氧化硫的制取和净化：硫铁
矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4fes2+11o2
=====
2fe2o3+8so2
从沸腾炉里出来的气体叫炉气，其中含二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质，如砷、硒等化合物矿尘等，杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用。这种现象叫催化剂幅。水蒸气对设备和生产也有不良影响。为此在进行氧化反应前，炉气必须通过除尘洗涤（除去硒、砷等化合物）干燥等净化设备应除去有害杂质，净化后的混合气体主要含二氧化硫，氧气和氮气。
（b）二氧化硫氧化成三氧化硫，二层催化剂中装有一个热交换器，用来把硫酸的工业制法
（c）三氧化硫的吸收和硫酸的生成：为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾，工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫，在吸收塔里一氧化硫从塔下部通入98.3%的硫酸从塔顶喷下，成品硫酸从塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后浓度增大，然后把它用水稀释成稀硫酸，配制成各浓度的硫酸。
（d）尾气中的二氧化硫回收：从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气，用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染，尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法
so2+2nh3+h2o
=====（nh4）2so3
（nh4）2so3+so2+h2o
=====
2nh4hso3
当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫，硫酸铵可制成肥料。
盐酸的工业制法之一
工业上制取盐酸时，首先在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。
盐酸的工业制法之二
盐酸是氯比氢的水溶液。在制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门大量使用盐酸。工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。
近年来，工业上还发展了由生产含氯有机物的副产品氯化氢制盐酸。例如，氯气跟乙烯反应，生成二氯乙烷(c2h4cl2)。它再经过反应生成氯乙烯，后者是制聚氯乙烯的原料。
c2h4cl2=c2h3cl（氯乙烯）+hcl
氯化氢是制氯乙烯的副产品。参考资料：
http://www.jshlzx.net/klh/2/2008/text/zk08_157.htm
